Базы данных
1. Банки данных (Бн. Д)
Основные понятия Банк данных – это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
Банк данных – автоматизированная информационная система централизованного хранения и коллективного использования данных.
• • • В состав банка данных входят: одна или несколько баз данных, справочник баз данных, СУБД библиотеки запросов прикладных программ.
Банк данных – по законодательству РФ – совокупность баз данных, а также программные, языковые и другие средства, предназначенные для централизованного накопления данных и их использования с помощью электронных вычислительных машин.
Базовый массив данных – информация на электронных носителях, организованная в соответствии с требованиями единого языка описания данных и представляющая собой информационную основу банка данных.
Информационно-поисковая система ИПС (Information retrieval system) – система, выполняющая функции: - хранения больших объемов информации; - быстрого поиска требуемой информации; - добавления, удаления и изменения хранимой информации; - вывода информации в удобном для человека виде.
Различают: - автоматизированные (coputerised); - библиографические (reference); - диалоговые (online); - документальные и фактографические информационно-поисковые системы.
Банк социологической информации – совокупность информации, используемой и получаемой в процессе социологических исследований, а также средств для ее получения, хранения, переработки и распространения.
Картографический банк данных – это комплекс: • технических, • программных, • информационных организационных средств: • хранения, • обработки • использования цифровых картографических данных.
В состав картографического банка данных входят: • картографические базы данных по одной или нескольким предметным областям; • система управления базами данных; • библиотеки запросов и прикладных программ.
Распределенный банк данных – система территориально разобщенных банков данных, объединенных средствами вычислительной техники и функционирующих под единым управлением.
Телевизионная библиотека (Television library) – банк данных, содержащий, в основном, изображения и видеофильмы. В телевизионных библиотеках для хранения данных используются различные типы оптических накопителей.
Основные отличительные особенности банков данных: создаются обычно не для решения какойлибо одной задачи для одного пользователя, а для многоцелевого использования. отражают определенную часть реального мира.
Надо стремиться, чтобы вся информация, описывающая предметную область (ПО): • фиксировалась в базе данных однократно, накапливалась и поддерживалась в актуальном состоянии централизовано, • все пользователи, которым эта информация нужна, должны иметь возможность работать с ней.
• специальным образом организованные данные. Эти особенности в организации данных заключаются, прежде всего, в том, что БД представляют собой системы взаимосвязанных данных, единство и целостность которых поддерживается специальными программными средствами.
• Для функционирования Бн. Д необходимо наличие специальных языковых и программных средств (называемых СУБД – Система Управления Базами Данных), облегчающих для пользователей выполнение всех операций, связанных с организацией хранения данных, их корректировки и доступа к ним.
1. 2. Преимущества Бн. Д • Наличие единого отображения определенной части реального мира позволяет обеспечить непротиворечивость и целостность информации, возможность обращаться к ней не только при решении заранее предопределенных задач, но и с нерегламентированными запросами.
• Интегрированное хранение сокращает избыточность хранимых данных, что приводит к сокращению затрат не только на создание и хранение данных, но и на поддержание их в актуальном состоянии.
• Обеспечение возможности более полной реализации принципа независимости прикладных программ от данных, чем это возможно при организации локальных файлов.
1. 3 Классификация банков данных
Классификация баз данных Центральной компонентой банка данных является БД, и большинство классификационных признаков относятся именно к ней. По форме представления информации различают: • визуальные – • аудио системы • системы мультимедиа. • информация храниться в БД и выдается из баз данных пользователям: • в виде изображения, • звука • имеется возможность использования разных форм отображения информации.
Понятие «отображение" здесь используется в широком смысле. Это может: • быть символьный текст, • неподвижное графическое изображение (рисунки, чертежи и т. п. ), • фотографии, • географические карты, движущие изображения. Классификация способов представления информации являет собой самостоятельную проблему и здесь не рассматривается.
По характеру организации данных БД могут быть разделены на: • неструктурированные, • частично структурированные • структурированные. Этот классификационный признак относится к информации, представленной в символьном виде.
• К неструктурированным БД могут быть отнесены базы, организованные в виде семантических сетей. • Частично структурированными можно считать базы данных в виде обычного текста или гипертекстовые системы. • Структурированные БД требуют предварительного проектирования и описания структуры БД. Только после этого базы данных такого типа могут быть заполнены данными.
• • • Структурированные БД в свою очередь различаются по типу используемой модели делятся на: иерархические, сетевые, реляционные, смешанные мультимодельные. . . Классификация по типу модели распространяется не только на базы данных, но и на СУБД.
По типу хранимой информации БД делятся на: • документальные, • фактографические • лексикографические. Среди документальных баз различают: • библиографические, • реферативные • полнотекстовые.
• К лексикографическим относятся различные базам данных словари (классификаторы, многоязычные словари, словари основ слов и т. п. ). • В фактографических БД информация об объектах хранится предметной области в виде «фактов» .
По характеру организации хранения данных и обращения к ним различают: • локальные (персональные), • общие (интегрированные, централизованные) • распределенные базы данных
Персональная база данных это база данных, предназначенная для локального использования одним пользователем. Локальные БД могут создаваться каждым пользователем самостоятельно, а могут извлекаться из общей БД.
Интегрированные и распределенные БД Предполагают возможность одновременного обращения нескольких пользователей к одной и той же информации (многопользовательский, параллельный режим доступа). Это привносит специфические проблемы при их проектировании и в процессе эксплуатации Бн. Д.
• Распределенные БД кроме этого имеют характерные особенности, связанные с тем, что физически разные части БД могут быть расположены на разных ЭВМ, а логически, с точки зрения пользователя они должны представлять собой единое целое.
Бн. Д является сложной человеко-машинной системой, и распределяться по узлам сети могут не только БД, но и другие компоненты Бн. Д. Причем сама БД при этом может быть и не распределенной (например, при обеспечении многопользовательского доступа к централизованной БД в сети). Поэтому будем различать два понятия: 1. Распределенные БД. 2. Распределенные Бн. Д. При этом под распределенным Бн. Д будем понимать Бн. Д, в котором распределена хотя бы одна любая из его компонент.
Классификация СУБД По языкам общения СУБД делятся на: • открытые, • замкнутые • смешанные.
• Открытые системы – это системы, в которых для обращения к базам данных используются универсальные языки программирования. • Замкнутые системы имеют собственные языки общения с пользователями Бн. Д.
По числу уровней в архитектуре различают • одноуровневые, • двухуровневые, • трехуровневые системы. В принципе возможно выделение и большего числа уровней.
Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержки некоторого уровня абстракции данных (логический и физический уровень, а также "взгляд" пользователя – внешний уровень).
По выполняемым функциям СУБД делятся на: • информационные • операционные.
Информационные СУБД позволяют организовать хранение информации и доступ к ней. Для выполнения более сложной обработки необходимо писать специальные программы. Операционные СУБД выполняют достаточно сложную обработку, например, автоматически позволяют получать агрегированные показатели, не хранящиеся непосредственно в базе данных, могут изменять алгоритмы обработки и т. д.
По сфере возможного применения Различают: • универсальные • специализированные, • обычно СУБД. проблемно-ориентированные
СУБД поддерживают разные типы данных. Набор типов данных, допустимых в разных СУБД, различен. Кроме того, ряд СУБД позволяет разработчику добавлять новые типы данных и новые операции над этими данными. Такие системы называются расширяемыми системами баз данных (РСБД). Дальнейшим развитием концепции РСБД являются системы объектно-ориентированных баз данных (СООБД), обладающие достаточно мощными выразительными возможностями, чтобы непосредственно моделировать сложные объекты.
По «мощности» СУБД делятся на • «настольные» • «корпоративные» .
Характерными чертами настольных СУБД являются сравнительно невысокие требования к техническим средствам, ориентация на конечного пользователя, низкая стоимость.
Корпоративные СУБД Обеспечивают: • работу в распределенной среде, • высокую производительность, • поддержку коллективной работы при проектировании систем, • имеют развитые средства администрирования • более широкие возможности поддержания целостности.
По ориентации на преобладающую категорию пользователей можно выделить СУБД: • для разработчиков • для конечных пользователей.
• Системы для разработчиков, должны иметь качественные компиляторы и позволять создавать «отчуждаемые» программные продукты, обладать развитыми средствами отладки, включать средства документирования проекта и обладать другими возможностями, позволяющими создавать эффективные сложные системы.
Требованиями, предъявляемыми к системам, ориентированным на конечного пользователя, являются: удобство интерфейса, высокий уровень языковых средств, наличие интеллектуальных модулей подсказок, повышенная защита от непреднамеренных ошибок ( «защита от дурака» ) и т. п.
Классификационные группировки, относящиеся к Бн. Д в целом По условиям предоставления услуг различают бесплатные • платные банки данных. Платные БД в свою очередь делятся на: • бесприбыльные • коммерческие.
• Бесприбыльные банки данных функционируют на принципе самоокупаемости и не ставят своей целью получение прибыли. Это обычно Бн. Д социально значимой информации, имеющей широкий круг пользователей, или научной, библиотечной информации. Основной целью создания коммерческих банков данных является получение прибыли от информационной деятельности.
Информационные системы различаются по характеру преобладающей обработки информации. В одних в основном реализуется большое число достаточно простых запросов (такие системы получили название OLTP (On-Line Transaction Processing) - системы оперативной обработки транзакций). В других, требуется сложная аналитическая обработка данных (для такого класса систем стал использоваться термин OLAP (On-line Analytical Processing)).
По степени доступности Бн. Д делятся на • общедоступные • с ограниченным кругом пользователей.
По охвату БД могут классифицироваться в свою очередь в разных «разрезах» : территориальный: всемирный …; страна …; город …; временной; ведомственный; проблемный (тематический); a
Территориальный и ведомственный признаки классификации могут относиться не только к информации, хранящейся БД, но и к кругу обслуживаемых пользователей.
По характеру взаимодействия с пользователями (кто инициализирует действия) Бн. Д делятся на: активные Бн. Д пассивные Бн. Д. В пассивных Бн. Д ведущая роль принадлежит пользователю. В активных – система может самостоятельно менять поведение.
По форме собственности Бн. Д делятся на: государственные; негосударственные; частные; групповые; личные.
